生物蛍光と生物発光の違い

人間は常に光を生み出す生物に魅了されてきた。生物蛍光と生物発光は、自然界に存在する2つの現象であり、光を発生または放出するように進化した特定の生物に観察することができる。これらの能力は非常によく似ているように見えるかもしれないが、生物蛍光と生物発光には互いに全く異なるユニークな特徴がある。この記事では、これらの違いについて説明する。

生物蛍光とは何か？ 

生物蛍光は化学反応ではない。生物蛍光を発する植物や生物は、低い波長の光や薄暗い光を吸収し、高い波長の光を放出して、暗い背景の中で生物を光らせる。生物蛍光生物は動力源から光を放つわけではないし、化学反応でもない。放出される光は、吸収された光とはまったく異なる色で、通常は緑、赤、オレンジ色である。

生物蛍光の例としては、サンゴやクラゲなどの海洋生物、そしてコミュニケーションやカモフラージュ、交尾の目的でこの能力を利用する様々な魚類が挙げられる。しかし、それ以外にも多くの機能がこの現象を説明することができる。

製薬会社は、生物蛍光色素の発見を利用して新製品を開発することができる。

生物蛍光の測定方法

蛍光分光光度計（フルオロメーター、フルオロスペクトロメーター、またはフルオロスペクトロメーター）は、試料がさまざまな波長で発する蛍光光を検出する。分光光度計は、レーザー、キセノンランプ、LEDなどの光源を使用し、紫外線または可視光を放出する。光はモノクロメーターを経由し、特定の波長を選択する。光は波長に基づいて指定された角度で出射する。分光器は単色波長をサンプルに向ける。サンプルは検出器に向かう波長を生成する。 

検出器は多くの場合、透過励起光による干渉を排除するため、光源に対して90度の角度で配置される。光子は放出され、光検出器に当たる。検出器に接続されたコンピューターソフトウェアが、試料が吸収した波長のグラフを作成する。発光スペクトルは、試料がどの波長を発するかを明らかにする。測定単位は相対蛍光単位（RFU）。 

蛍光光度計は、緑と青、紫外線と青など、波長の異なる異なる色の蛍光信号をモニターするために、複数のチャンネルを備えていることがある。蛍光光度計はまた、幅広いサンプルサイズを受け入れ、高価なサンプル材料を節約するために非常に小さなサンプルサイズを採用するものもある。

生物発光とは何か？ 

外部光源によって励起された生物が発光する生物蛍光とは異なり、生物発光は体内で生じる化学反応や生体反応によって起こる。グロー・スティックを割るときに目撃する反応に似ている。この反応はほとんど熱を発生させない。

生物蛍光の例は、発光可能な生物と同じくらい多様である。例えば、ホタルは生物蛍光を使って互いにコミュニケーションをとる。アンコウのような深海生物は、餌を見つけたり、獲物を引き寄せたり、擬態するためにこの能力を使う。また、身を守るために生物発光液を放出する生物もいる。生物発光は生物蛍光よりも研究が難しい現象で、ほとんどの動物は損傷やストレスによって捕獲されると発光能力を失うからである。

生物発光の測定方法 

光は光子として知られる何十億もの小さなエネルギー・パケットで構成されている。ルミノメーターは生物発光プロセスによって放出される光子をモニターする。ルミノメーターは、サンプルの光出力を測定するために使用されるシンプルで手頃な装置です。光出力は、特定の期間中の化学反応の発光曲線の下の面積を積分または測定することによって計算されます。全てのルミノメーターは、サンプルチャンバー、ディテクター、信号処理技術、信号出力ディスプレイを備えている。

マイクロプレート内で発光反応をセットアップすることから始める。マイクロプレートは光密閉の読み取りチャンバーに入れられ、光電子増倍管が各ウェルからの光を検出します。光子は光電子増倍管（PMT）で電子に変換され、その結果生じる電流は光量に比例する。シグナルは相対光量単位（RLU）で定量される。

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人類が生物蛍光と生物発光の驚くべき性質を理解しようとしている今、これらの自然発生的な色彩現象の利点は、信じられないほどの可能性を秘めている。医療における救命的利用から生物学的謎の解明まで、生物蛍光と生物発光の潜在的な利用法は、まだ始まったばかりである。

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